苗尾水电站右岸坝前边坡倾倒变形特征及加固措施研究

发布时间：2017-03-29 16:09

  本文关键词：苗尾水电站右岸坝前边坡倾倒变形特征及加固措施研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：苗尾水电站位于云南省云龙县旧州镇境内的澜沧江河段上,砾质土心墙堆石坝坝顶高程1414.80m,最大坝高131.30m,水库正常蓄水位1408.0m,相应库容为6.6亿m3,总装机容量1400MW。右坝前边坡为典型的反倾层状岩质边坡,边坡岩体倾倒变形十分强烈,边坡稳定性较差,严重威胁施工安全和水电站安全运营。本文以苗尾水电站右坝前边坡为研究对象,在边坡倾倒变形特征调查研究的基础上,通过地质分析和数值模拟,深入研究右坝前边坡倾倒变形特征和加固措施。取得的主要研究成果如下:(1)根据前期坝址区地质调查资料,结合坝前边坡地形地貌、地质构造、变形现象进行了现场补充调查和复核,查明了边坡结构面的发育特征。通过对地质资料整理归纳,按照坝前边坡岩体结构面分类体系,将坝前边坡结构面划分为Ⅱ类断裂型结构面、Ⅲ1类缓倾坡外断层结构面、Ⅲ2类层内错动带、Ⅲ3类一般性断层结构面、Ⅳ类裂隙类结构面以及Ⅴ类基体裂隙,并分析了各类结构面工程地质特征和对边坡稳定性控制作用。(2)通过对边坡结构面调查资料的整理,分析了边坡优势结构面(岩层面C、倾坡外结构面J1、走向与岩层面走向近垂直相交的陡倾结构面J2)、优势软弱结构面(Ⅱ、Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅲ3类结构面)及优势硬性结构面(Ⅳ、Ⅴ类结构面)的发育特征,并根据结构面组合关系分析了结构面组合对边坡不利影响,结果表明:边坡各类结构面相互组合可形成阶梯状滑面,并逐渐向上发展,不利于边坡稳定,尤其对边坡浅表层破碎岩体的稳定十分不利。(3)坝前边坡产生了明显的倾倒变形现象,据平硐揭露调查发现:倾倒变形在边坡不同部位发育深度有所不同,A类极强倾倒破裂区发育深度约为0~25m,B1类强倾倒上段切层剪张破裂区发育深度约为0~49m,B2类强倾倒下段层内张裂变形区发育深度约为19~83m,C类弱倾倒过渡变形区发育深度约为28~182.5m。(4)通过对地表岩体倾倒变形现象调查和平硐内岩体结构精细描述,发现边坡岩体倾倒变形破裂特征主要表现为:层内剪切错动、层内拉张破裂、切层张剪破裂、折断-张裂破裂、缓倾角断层剪切蠕滑、缓倾角断层错列变形六种形式。同时根据平硐编录资料并结合倾倒变形程度分级体系,建立了坝前边坡倾倒变形岩体地质模型。(5)在地质模型基础上,通过定性分析及二维离散元演化研究系统分析了边坡变形破坏模式,离散元计算结果显示:蓄水工况下,边坡在重力和蓄水作用下沿缓倾角断层和倾坡外结构面产生滑移-拉裂变形,随着变形的发展,变形范围逐渐向坡内加深,最终形成位于强倾倒上段区(B1)底界部位的阶梯状滑面,变形深度最大36m,边坡潜在失稳区域较大,应采取相应加固措施,确保边坡稳定。(6)根据坝前边坡倾倒变形特征和特殊的变形破坏模式,提出了采用堆渣压坡加固、系统锚固支护、边坡排水三种主要加固措施组成的五种加固方案,并通过UDEC二维离散元软件对边坡加固后的变形特性进行了分析,结果表明:堆渣压坡是提高边坡稳定性最为有效地措施。(7)采用极限平衡法对五种加固方案在持久、短暂及偶然工况下的稳定性进行了计算,计算结果表明:堆渣压坡和系统锚固方案实施后,边坡在各工况下的稳定性均满足规范要求,且有一定安全储备。
【关键词】：苗尾水电站 倾倒变形 边坡加固 UDEC 稳定性
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV223
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 引言11-20
• 1.1 选题依据及研究意义11-12
• 1.2 国内、外研究现状12-18
• 1.2.1 岩体倾倒变形模式及机理研究12-14
• 1.2.2 岩体结构研究14-15
• 1.2.3 边坡稳定性评价研究15-16
• 1.2.4 岩土边坡加固处理研究16-18
• 1.3 主要研究内容与技术路线18-20
• 1.3.1 主要研究内容18
• 1.3.2 研究思路及技术路线18-20
• 第2章 研究区工程地质条件20-27
• 2.1 地形地貌20-21
• 2.2 地层岩性21-22
• 2.3 地质构造22-23
• 2.4 水文地质条件23-24
• 2.5 物理地质现象24-25
• 2.5.1 岩体风化卸荷24
• 2.5.2 倾倒变形24-25
• 2.6 坝区地震动参数25-27
• 第3章 坝前边坡岩体结构特征27-52
• 3.1 概述27-35
• 3.2 岩体结构面工程地质分类35
• 3.3 岩体结构面发育特征的调查及分析35-46
• 3.3.1 Ⅱ类结构面的工程地质特征35-37
• 3.3.2 Ⅲ类结构面的工程地质特征37-42
• 3.3.2.1 Ⅲ1 类结构面37-38
• 3.3.2.2 Ⅲ2 类结构面38-40
• 3.3.2.3 Ⅲ3 类结构面40-42
• 3.3.3 Ⅳ类结构面的工程地质特征42-43
• 3.3.4 Ⅴ类结构面的工程地质特征43-46
• 3.4 边坡坡体结构特征46-52
• 3.4.1 优势结构面发育特征47-50
• 3.4.1.1 优势软弱结构面发育特征48-49
• 3.4.1.2 优势硬性结构面发育特征49-50
• 3.4.2 优势结构面组合对边坡稳定性的影响50-52
• 第4章 边坡倾倒变形发育特征及变形破坏模式分析52-86
• 4.1 边坡变形边界特征52-56
• 4.1.1 小溜漕沟边界特征52-54
• 4.1.2 大溜漕沟边界特征54-56
• 4.2 边坡岩体倾倒变形特征56-68
• 4.2.1 地表岩体倾倒变形特征56-63
• 4.2.2 平硐内岩体倾倒变形特征63-68
• 4.3 边坡倾倒变形岩体工程地质分级68-70
• 4.4 岩体变形破坏的结构面控制特征与地质模型70-74
• 4.5 边坡变形破坏模式分析74-85
• 4.5.1 影响因素分析74-75
• 4.5.2 变形破坏模式定性分析75
• 4.5.3 二维离散元演化研究75-85
• 4.5.3.1 模型建立76-77
• 4.5.3.2 计算参数及边界条件77-78
• 4.5.3.3 计算结果分析78-85
• 4.6 小结85-86
• 第5章 边坡加固措施研究及稳定性分析86-119
• 5.1 加固处理原则及措施86-87
• 5.1.1 加固处理原则86
• 5.1.2 加固措施86-87
• 5.2 边坡加固处理方案设计87-88
• 5.3 边坡加固措施二维离散元分析88-109
• 5.3.1 模型建立88
• 5.3.2 计算参数88-89
• 5.3.3 计算结果分析89-109
• 5.3.3.1 方案一加固效果离散元数值分析89-94
• 5.3.3.2 方案二加固效果离散元数值分析94-98
• 5.3.3.3 方案三加固效果离散元数值分析98-102
• 5.3.3.4 方案四加固效果离散元数值分析102-105
• 5.3.3.5 方案五加固效果离散元数值分析105-109
• 5.4 边坡稳定性分析109-118
• 5.4.1 计算方法109
• 5.4.2 计算工况及其荷载组合109-110
• 5.4.3 边坡等级划分及设计安全系数110-111
• 5.4.4 计算模型建立及潜在滑面的确定111-115
• 5.4.5 计算参数115-116
• 5.4.6 计算结果分析116-118
• 5.5 小结118-119
• 结论119-121
• 致谢121-122
• 参考文献122-126
• 攻读学位期间取得学术成果126

【参考文献】

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2 刘根亮;澜沧江黄登水电站近坝库岸1~#倾倒变形体的稳定性及其对大坝安全的影响研究[D];成都理工大学;2010年

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